Metabolismo del Nitrógeno y Vía de las Pentosas Fosfato: Procesos Bioquímicos Clave
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Ciclo de la Urea y Metabolismo del Amonio
El ion amonio es tóxico y debe ser eliminado. Este proceso ocurre principalmente en el hígado.
Fases del Ciclo de la Urea
En la Mitocondria
Se incorpora NH4+ a una molécula de HCO3- (requiere 2 ATP) para producir Carbamoil fosfato. Posteriormente, el carbamoil fosfato se une a la Ornitina, generando Citrulina.
En el Citosol
La Citrulina se une al Aspartato, formando Arginosuccinato (con consumo de ATP que se hidroliza a AMP + PPi). El Arginosuccinato se escinde en Arginina y Fumarato. Finalmente, la Arginina se transforma en Ornitina, liberando Urea.
Transaminación
Se transfiere el grupo amino (NH3+) de un aminoácido (aá) al α-cetoglutarato, formando Glutamato y un α-cetoácido.
- Alanina + α-cetoglutarato → Piruvato + Glutamato
- Aspartato + α-cetoglutarato → Oxalacetato + Glutamato
- Leucina + α-cetoglutarato → α-cetoisocaproato + Glutamato
- Tirosina + α-cetoglutarato → p-hidroxifenilpiruvato + Glutamato
Desaminación Oxidativa
Proceso en el cual se degrada el Glutamato y se libera amonio.
Rol de la Alanina en el Transporte de Amonio
La Alanina transporta amonio desde los músculos al hígado mediante el Ciclo de la Glucosa-Alanina.
Flujo del Nitrógeno y Carbono
- Proteína → Aminoácidos (AA) → NH4+ → Carbamoil fosfato → Ciclo de la Urea
- Proteína → Aminoácidos (AA) → Esqueletos carbonados → α-cetoácidos → Ciclo de Krebs (CK)
Vía de las Pentosas Fosfato
Características Principales
- Es una vía metabólica alternativa a la glicólisis y al Ciclo de Krebs.
- Ocurre en el citosol.
- Es una ruta catabólica que parte de la glucosa.
- Principal fuente de agentes reductores en el citoplasma: NADPH + H+.
- Producción de monosacáridos (de 3 a 7 carbonos), incluyendo ribosa-5-fosfato, esencial para la biosíntesis de ácidos nucleicos y nucleótidos.
- Se divide en dos etapas principales, con un total de 8 reacciones: Fase Oxidativa (3 reacciones) y Fase No Oxidativa (5 reacciones).
Funciones del NADPH
El NADPH es crucial para diversas funciones biológicas:
Síntesis
- Biosíntesis de ácidos grasos
- Biosíntesis de colesterol
- Biosíntesis de neurotransmisores
- Biosíntesis de nucleótidos
Desintoxicación
- Reducción de glutatión oxidado
- Función de la Citocromo P450 monooxigenasa
También participa en la acción contra las Especies Reactivas de Oxígeno (ROS). A bajos niveles de Glucosa-6-fosfato (G6P), las células son más sensibles a los ROS. En los eritrocitos, este mecanismo es vital para mantener la hemoglobina reducida.
Fase Oxidativa
Esta fase genera, por cada molécula de glucosa, 2 moléculas de NADPH, 1 molécula de ribulosa-5-fosfato y 1 molécula de CO2. Consta de tres reacciones irreversibles.
Fase No Oxidativa
Esta fase implica reordenamientos moleculares. Las enzimas clave son las isomerasas, epimerasas, transcetolasas y transaldolasas. En estas reacciones, el azúcar que cede carbonos es siempre una cetosa, y el aceptor es una aldosa. Esta fase convierte tres azúcares fosfato de 5 carbonos en dos azúcares fosfato de 6 carbonos y un azúcar fosfato de 3 carbonos. Todas las reacciones de esta fase son reversibles.